The neurobiological basis of prefrontal cortex impairment in the phencyclidine model of schizophrenia : convergent reduction of synaptic glutamate release, energy metabolism and cognitive performance

RÉSUMÉ : Le traitement répété à la phencyclidine (PCP), un bloqueur du récepteur NMDA (NMDAR), reproduit chez les rongeurs une partie de la symptomatologie typique de la schizophrénie. Le blocage prolongé du NMDAR par la PCP mime une hypofunction du NMDAR, une des principales altérations supposées exister dans les cerveaux des patients schizophréniques. Le but de notre étude était d'examiner les conséquences neurochimiques, métaboliques et fonctionnelles du traitement répété à la phencyclidine in vivo, au niveau du cortex préfrontal (cpf), une région cérébrale qui joue un rôle dans les déficits cognitifs observés chez les patients schizophréniques. Pour répondre à cette question, les rats ou les souris ont reçu chaque jour une injection soit de PCP (5 mg/kg), soit de solution saline, pendant 7 ou 14 jours. Les animaux ont ensuite été sacrifiés au moins 24 heures après le dernier traitement. Des tranches aiguës du cpf ont été préparées rapidement, puis stimulées avec une concentration élevée de KCI, de manière à induire une libération de glutamate à partir des terminaisons synaptiques excitatrices. Les résultats montrent que les tranches du cpf des animaux traités à la PCP ont libéré une quantité de glutamate significativement inférieure par rapport à celles des animaux contrôle. Ce déficit de libération a persisté 72 heures après la fin du traitement, tandis qu'il n'était pas observé dans le cortex visuel primaire, une autre région corticale. En outre, le traitement avec des antipsychotiques, l'halopéridol ou l'olanzapine, a supprimé le déficit induit par la PCP. Le même déficit de libération a été remarqué sur des synaptosomes obtenus à partir du cpf des animaux traités à la phenryclidine. Cette observation indique que la PCP induit une modification plastique adaptative du mécanisme qui contrôle la libération du glutamate dans les terminaisons synaptiques. Nous avons découvert que cette modification implique la sous-régulation d'un NMDAR présynaptique, qui serait doué d'un rôle d'autorécepteur stimulateur de la libération du glutamate. Grâce à des tests comportementaux conduits en parallèle et réalisés pour évaluer la fonctionnalité du cpf, nous avons observé chez les souris traitées à la PCP une flexibilité comportementale réduite lors d'un test de discrimination de stimuli visuels/tactiles. Le déficit cognitif était encore présent 4 jours après la dernière administration de PCP. La technique de l'autoradiographie quantitative du [14C]2-deoxyglucose a permis d'associer ce déficit à une réduction de l'activité métabolique cérébrale pendant le déroulement du test, particulièrement au niveau du cpf. Dans l'ensemble, nos résultats suggèrent que le blocage prolongé du NMDAR lors de l'administration répétée de PCP produit un déficit de libération du glutamate au niveau des terminaisons synaptiques excitatrices du cpf. Un tel déficit pourrait être provoqué par la sousrégulation d'un NMDAR présynaptique, qui aurait une fonction de stimulateur de libération; la transmission excitatrice du cpf s'en trouverait dans ce cas réduite. Ce résultat est en ligne avec l'activité métabolique et fonctionnelle réduite du cpf et l'observation de déficits cognitifs induits lors de l'administration de la PCP. ABSTRACT : Sub-chronic treatment with phencyclidine (PCP), an NMDA receptor (NMDAR) channel blocker, reproduces in rodents part of the symptomatology associated to schizophrenia in humans. Prolonged pharmacological blockade of NMDAR with PCP mimics NMDAR hypofunction, one of the main alterations thought to take place in the brains of schizophrenics. Our study was aimed at investigating the neurochemical, metabolic and behavioral consequences of repeated PCP administration in vivo, focusing on the functioning of the prefrontal cortex (pfc), a brain region highly relevant for the cognitive deficits observed in schizophrenic patients. Rats or mice received a daily administration of either PCP (5 mg/kg) or saline for 7 or 14 days. At least 24 hours after the last treatment the animals were sacrificed. Acute slices of the pfc were quickly prepared and challenged with high KCl to induce synaptic glutamate release. Pfc slices from PCP-treated animals released significantly less glutamate than slices from salinetreated animals. The deficit persisted 72 hours after the end of the treatment, while it was not observed in another cortical region: the primary visual cortex. Interestingly, treatment with antipsychotic drugs, either haloperidol or olanzapine, reverted the glutamate release defect induced by PCP treatment. The same release defect was observed in synaptosomes prepared from the pfc of PCP-treated animals, indicating that PCP induces a plastic adaptive change in the mechanism controlling glutamate release in the glutamatergic terminals. We discovered that such change most likely involves the down-regulation of a newly identified, pre-synaptic NMDAR with stimulatory auto-receptor function on glutamate release. In parallel sets of behavioral experiments challenging pfc function, mice sub-chronically treated with PCP displayed reduced behavioral flexibility (reversal learning) in a visual/tactile-cued discrimination task. The cognitive deficit was still evident 4 days after the last PCP administration and was associated to reduced brain metabolic activity during the performance of the behavioral task, notably in the pfc, as determined by [14C]2-deoxyglucose quantitative autoradiography. Clverall, our findings suggest that prolonged NMDAR blockade by repeated PCP administration results in a defect of glutamate release from excitatory afferents in the pfc, possibly ascribed to down-regulation of apre-synaptic stimulatory NMDAR. Deficient excitatory neurotransmission in the pfc is consistent with the reduced metabolic and functional activation of this area and the observed PCP-induced cognitive deficits.

Complex genetics in idiopathic hypogonadotropic hypogonadism.

Idiopathic hypogonadotropic hypogonadism (IHH) is an important human disease model. Investigations of the genetics of IHH have facilitated insights into critical pathways regulating sexual maturation and fertility. IHH has been traditionally considered a monogenic disorder. This model holds that a single gene defect is responsible for the disease in each patient. In the case of IHH, 30% of cases are explained by mutations in one of eleven genes. In recent years, several lines of evidence have challenged the monogenic paradigm in IHH. First, disease-associated mutations display striking incomplete penetrance and variable expressivity within and across IHH families. Second, each locus is responsible for only a small percentage of cases. Third, more than one disease-associated mutation seems to be segregating in some families with IHH, and their combined or separate presence in individuals accounts for the variability in disease severity. Finally, IHH is not strictly a congenital and life-long disorder; occasionally it manifests itself during adulthood (adult-onset IHH); in other cases, the disease is not permanent, as evidenced by normal activity of the hypothalamic-pituitary-gonadal axis after discontinuation of treatment in adulthood (IHH reversal). Together, these observations suggest that IHH is not strictly a monogenic mendelian disease, as previously thought. Rather, it is emerging as a digenic, and potentially oligogenic disease, in which hormonal and/or environmental factors may critically influence genetic predisposition and clinical course. Future investigations of IHH should characterize the extent of the involvement of multiple genes in disease pathogenesis, and elucidate the contributions of epigenetic factors.

Towards no-scar cardiac surgery - minimally invasive access through umbilicus for aortic valve replacement.

There is an ever-growing trend towards less-invasive procedures in all fields of medicine. We designed an animal study to prove the concept that trans-apical aortic valve replacement from an incision within the umbilicus through a single channel for instruments is feasible, which would be a major leap towards no-scar cardiac surgery. In three adult pigs, after creating a single 3-cm incision at a place where the human umbilicus would be, we introduced a 30F sheath through a tunnel created by an endoscopic vein-harvesting device up to the cardiac apex, through it and up to the left ventricle simulating the approach for trans-apical aortic valve replacement. We used a standard Amplatz nitinol occluder to seal the defect in ventricle wall later. The animals were followed up for 1h. Blood loss was minimal, and no tamponade occurred in any of the animals. In addition, we performed a test with water column static pressure to evaluate the impact of preclotting on the sealing properties of the occluders: 1 min flow-through was 2860+/-176 ml for the standard occluders and 348+/-56 ml for preclotted occluders (p<0.001).

Dental Phenotype in Jalili Syndrome Due to a c.1312 dupC Homozygous Mutation in the CNNM4 Gene.

Jalili syndrome denotes a recessively inherited combination of an eye disease (cone-rod dystrophy) and a dental disorder (amelogenesis imperfecta), which is caused by mutations in the CNNM4 gene. Whereas the ophthalmic consequences of these mutations have been studied comprehensively, the dental phenotype has obtained less attention. A defective transport of magnesium ions by the photoreceptors of the retina is assumed to account for the progressive visual impairment. Since magnesium is also incorporated in the mineral of dental hard tissues, we hypothesized that magnesium concentrations in defective enamel resulting from mutations in CNNM4 would be abnormal, if a similar deficiency of magnesium transport also accounted for the amelogenesis imperfecta. Thus, a detailed analysis of the dental hard tissues was performed in two boys of Kosovan origin affected by Jalili syndrome. Retinal dystrophy of the patients was diagnosed by a comprehensive eye examination and full-field electroretinography. A mutational analysis revealed a c.1312 dupC homozygous mutation in CNNM4, a genetic defect which had already been identified in other Kosovan families and putatively results in loss-of-function of the protein. The evaluation of six primary teeth using light and scanning electron microscopy as well as energy-dispersive X-ray spectroscopy showed that dental enamel was thin and deficient in mineral, suggesting a hypoplastic/hypomineralized type of amelogenesis imperfecta. The reduced mineral density of enamel was accompanied by decreased amounts of calcium, but significantly elevated levels of magnesium. In dentin, however, a similar mineral deficiency was associated with reduced magnesium and normal calcium levels. It is concluded that the c.1312 dupC mutation of CNNM4 results in mineralization defects of both enamel and dentin, which are associated with significantly abnormal magnesium concentrations. Thus, we could not disprove the hypothesis that a disrupted magnesium transport is involved in the development of the dental abnormalities observed in Jalili syndrome.

Control of pancreatic β-cell mass and function by gluco-incretin hormones : identification of novel regulatory mechanisms for the treatment of diabetes

Summary : Control of pancreatic ß-cell mass and function by gluco-incretin hormones: Identification of novel regulatory mechanisms for the treatment of diabetes The ß-cells of islets of Langerhans secrete insulin to reduce hyperglycemia. The number of pancreatic islet ß-cells and their capacity to secrete insulin is modulated in normal physiological conditions to respond to the metabolic demand of the organism. A failure of the endocrine pancreas to maintain an adequate insulin secretory capacity due to a reduced ß-cell number and function underlies the pathogenesis of both type 1 and type 2 diabetes. The molecular mechanisms controlling the glucose competence of mature ß-cells, i.e., the magnitude of their insulin secretion response to glucose, ß-cell replication, their differentiation from precursor cells and protection against apoptosis are poorly understood. To investigate these mechanisms, we studied the effects on ß-cells of the gluco-incretin hormones, glucose-dependent insulinotropic polypeptide (GIP) and glucagon-like peptide-1 (GLP-1) which are secreted by intestinal endocrine cells after food intake. Besides acutely potentiating glucose-stimulated insulin secretion, these hormones induce ß-cell differentiation from precursor cells, stimulate mature ß-cell replication, and protect them against apoptosis. Therefore, understanding the molecular basis for gluco-incretin action may lead to the uncovering of novel ß-cell regulatory events with potential application for the treatment or prevention of diabetes. Islets from mice with inactivation of both GIP and GLP-1 receptor genes (dK0) present a defect in glucose-induced insulin secretion and are more sensitive than control islets to cytokine-induced apoptosis. To search for regulatory genes, that may control both glucose competence and protection against apoptosis, we performed comparative transcriptomic analysis of islets from control and dK0 mice. We found a strong down-regulation of the IGF1 Rexpression in dK0 islets. We demonstrated in both a mouse insulin-secreting cell line and primary islets, that GLP-1 stimulated IGF-1R expression and signaling. Importantly, GLP-1induced IGF-1R-dependent Akt phosphorylation required active secretion, indicating the presence of an autocrine activation mechanism. We further showed that activation of IGF-1R signaling was dependent on the secretion of IGF-2 and IGF-2 expression was regulated by nutrients. Finally, we demonstrated that the IGF-Z/IGF-1R autocrine loop was required for GLP-1 i) to protect ß-cells against cytokine-induced apoptosis, ii) to enhance their glucose competence and iii) to increase ß-cell proliferation. Résumé : Contrôle de la masse des cellules ß pancréatiques et de leur fonction par les hormones glucoincrétines: Identification de nouveaux mécanismes régulateurs pour le traitement du diabète Les cellules ß des îlots de Langerhans sécrètent l'insuline pour diminuer l'hyperglycémie. Le nombre de cellules ß et leur capacité à sécréter l'insuline sont modulés dans les conditions physiologiques normales pour répondre à la demande métabolique de l'organisme. Un échec du pancréas endocrine à maintenir sa capacité sécrétoire d'insuline dû à une diminution du nombre et de la fonction des cellules ß conduit au diabète de type 1 et de type 2. Les mécanismes moléculaires contrôlant la compétence au glucose des cellules ß matures, tels que, l'augmentation de la sécrétion d'insuline en réponse au glucose, la réplication des cellules ß, leur différentiation à partir de cellules précurseurs et la protection contre l'apoptose sont encore peu connus. Afin d'examiner ces mécanismes, nous avons étudié les effets sur les cellules ß des hormones gluco-incrétines, glucose-dépendent insulinotropic polypeptide (G1P) et glucagon-like peptide-1 (GLP-1) qui sont sécrétées par les cellules endocrines de l'intestin après la prise alimentaire. En plus de potentialiser la sécrétion d'insuline induite par le glucose, ces hormones induisent la différentiation de cellules ß à partir de cellules précurseurs, stimulent leur prolifération et les protègent contre l'apoptose. Par conséquent, comprendre les mécanismes d'action des gluco-incrétines permettrait de découvrir de nouveaux processus régulant les cellules ß avec d'éventuelles applications dans le traitement ou la prévention du diabète. Les îlots de souris ayant une double inactivation des gènes pour les récepteurs du GIP et du GLP-1 (dK0) présentent un défaut de sécrétion d'insuline stimulée par le glucose et une sensibilité accrue à l'apoptose induite par les cytokines. Afin de déterminer les gènes régulés, qui pourraient contrôler à la fois la compétence au glucose et la protection contre l'apoptose, nous avons effectué une analyse comparative transcriptomique sur des îlots de souris contrôles et dKO. Nous avons constaté une forte diminution de l'expression d'IGF-1R dans les îlots dKO. Nous avons démontré, à la fois dans une lignée cellulaire murine sécrétant l'insuline et dans îlots primaires, que le GLP-1 stimulait l'expression d'IGF-1R et sa voie de signalisation. Par ailleurs, la phosphorylation d'Akt dépendante d'IGF1-R induite parle GLP-1 nécessite une sécrétion active, indiquant la présence d'un mécanisme d'activation autocrine. Nous avons ensuite montré que l'activation de la voie de signalisation d'IGF-1R était dépendante de la sécrétion d'IGF-2, dont l'expression est régulée par les nutriments. Finalement, nous avons démontré que la boucle autocrine IGF-2/IGF-1R est nécessaire pour le GLP-1 i) pour protéger les cellules ß contre l'apoptose induite par les cytokines, ii) pour améliorer la compétence au glucose et iii) pour augmenter la prolifération des cellules ß. Résumé tout public : Contrôle de la masse des cellules ß pancréatiques et de leur fonction par les hormones gluco-incrétines: Identification de nouveaux mécanismes régulateurs pour le traitement du diabète Chez les mammifères, la concentration de glucose sanguine (glycémie) est régulée et maintenue à une valeur relativement constante d'environ 5 mM. Cette régulation est principalement contrôlée par 2 hormones produites par les îlots pancréatiques de Langerhans: l'insuline sécrétée par les cellules ß et le glucagon sécrété par les cellules a. A la suite d'un repas, l'augmentation de la glycémie entraîne la sécrétion d'insuline ce qui permet le stockage du glucose dans le foie, les muscles et le tissu adipeux afin de diminuer le taux de glucose circulant. Lors d'un jeûne, la diminution de la glycémie permet la sécrétion de glucagon favorisant alors la production de glucose par le foie, normalisant ainsi la glycémie. Le nombre de cellules ß et leur capacité sécrétoire s'adaptent aux variations de la demande métabolique pour assurer une normoglycémie. Une destruction complète ou partielle des cellules ß conduit respectivement au diabète de type 1 et de type 2. Bien que l'augmentation de la glycémie soit le facteur stimulant de la sécrétion d'insuline, des hormones gluco-incrétines, principalement le GLP-1 (glucagon-like peptide-1) et le GIP (glucose-dependent insulinotropic polypeptide) sont libérées par l'intestin en réponse aux nutriments (glucose, acides gras) et agissent au niveau des cellules ß, potentialisant la sécrétion d'insuline induite par le glucose, stimulant leur prolifération, induisant la différentiation de cellules précurseurs en cellules ß matures et les protègent contre la mort cellulaire (apoptose). Afin d'étudier plus en détail ces mécanismes, nous avons généré des souris déficientes pour les récepteurs du GIP et du GLP-l. Les îlots pancréatiques de ces souris présentent un défaut de sécrétion d'insuline stimulée par le glucose et une sensibilité accrue à l'apoptose par rapport aux îlots de souris contrôles. Nous avons donc cherché les gènes régulés pas ces hormones contrôlant la sécrétion d'insuline et la protection contre l'apoptose. Nous avons constaté une forte diminution de l'expression du récepteur à l'IGF-1 (IGF-1R) dans les îlots de souris déficientes pour les récepteurs des gluco-incrétines. Nous avons démontré dans un model de cellules ß en culture et d'îlots que le GLP-1 augmentait l'expression d'IGF-1R et la sécrétion de son ligand (IGF-2) permettant l'activation de la voie de signalisation. Finalement, nous avons montré que l'activation de la boucle IGF-2/IGF-1R induite par le GLP-1 était nécessaire pour la protection contre l'apoptose, l'augmentation de la sécrétion et la prolifération des cellules ß.

Tetrasomy 8 in a patient with acute nonlymphocytic leukemia: a metaphase and interphase study with fluorescence in situ hybridization.

Tetrasomy 8 constitutes a relatively rare recurring chromosome defect in myeloid disorders. The patient reported here, a 71-year-old man, presented with tetrasomy 8 as the sole chromosome abnormality associated with an acute nonlymphocytic leukemia of the M2 type. He failed to respond to chemotherapy and died one year after diagnosis. Following conventional cytogenetics and fluorescence in situ hybridization (FISH) with a centromeric probe specific for chromosome 8, tetrasomy 8 was detected in 61% of the metaphases analyzed and trisomy 8 in 39%. FISH analysis of interphase nuclei confirmed the existence of tetrasomic (35%) and trisomic cells (56%) and revealed a number of cells with two chromosomes 8 (8%). This normal population may represent lymphocytes or myeloid cells that escaped conventional analysis due to their inability to divide or to the small number of metaphases available. The relatively higher proportion of tetrasomic cells in metaphase compared with interphase may be attributed to a proliferative advantage of tetrasomic cells in vitro or to the longer duration of their cell cycle. The simultaneous presence of trisomic and tetrasomic cells confirms the hypothesis of a clonal relationship between trisomy 8 and tetrasomy 8. Our case brings further evidence to the specificity of tetrasomy 8 to myeloid disorders and to the association of this chromosome abnormality with a relatively poor prognosis. However, new patients must be studied to further delineate this cytogenetic entity.

ASIC1a oligomerization structure-function of its extracellular vestibule and functional characterization of αS243Pβɣ ENaC

Quatre cristaux du canal ASIC1a ont été publiés et soutiennent une stoechiométrie trimérique. Cependant, ces données contredisant de précédentes analyses fonctionnelles effectuées sur des canaux de la même famille, notre intérêt fut porté sur l'oligomérisation d'ASIC1a. Dans ce sens, un nouvel essai couplant la méthode d'analyse par substitution de cystéines (SCAM) avec l'utilisation de réactifs sulfhydryls bifonctionnels (crosslinkers) a été mis en place. Le but étant de stabiliser, puis sélectionner les canaux fonctionnels, pour ensuite les séparer selon leur taille par SDS-PAGE. Grâce à cette technique, nous avons démontré que le complexe stabilisé a une taille coïncidant avec une organisation tétramérique. En plus de son oligomérisation, le chemin emprunté par les ions pour traverser le canal n'est pas clairement défini dans ces structures. De ce fait, utilisant une approche électrophysiologique, nous avons étudié le lien entre la structure et la fonction du vestibule extracellulaire d'ASIC1a. Dans ce but, nous nous sommes intéressés l'accessibilité de cystéines spécifiques localisées dans ce vestibule pour des réactifs méthanethiosulfonates (MTS). Ainsi, nous avons pu corréler les cinétiques de modification de ces cystéines par les MTS avec les effets sur le courant sodique, et donc avoir des informations supplémentaires sur la voie empruntée par les ions. De plus, la simulation informatique de liaison de ces réactifs illustre le remplissage total de ce vestibule. Fonctionnellement, cette interaction ne perturbe pas le passage de ions, c'est pourquoi il nous apparaît probable que le vestibule présente une taille plus large que celle illustrée par les cristaux. Dans un deuxième temps, notre intérêt fut porté sur ENaC. Ce canal est composé des trois sous-unités (a, ß et y) et est exprimé dans divers épithéliums, dont les tubules des reins. Il participe à l'homéostasie sodique et est essentiellement régulé par voie hormonale via l'aldostérone et la Vasopressine, mais également par des sérines protéases ou le Na+. Nous avons étudié la répercussion fonctionnelle de la mutation aS243P, découverte chez un nouveau-né prématuré atteint de pseudohypoaldostéronisme de type 1. Cette maladie autosomale récessive se caractérise, généralement, par une hyponatrémie liée à d'importantes pertes de sel dans les urines, une hyperkaliémie, ainsi qu'un niveau élevé d'aldostérone. Tout d'abord aucune des expériences biochimiques et électrophysiologiques n'a pu démontrer un défaut d'expression ou une forte diminution de l'activité soutenant les données cliniques. Cependant, en challengeant aS243PßyENaC avec une forte concentration de Na+ externe, une hypersensibilité de canal fut observée. En effet, ni les phénomènes régulateurs de « feedback inhibition » ou de « Na+ self-inhibition » n'étaient semblables au canal sauvage. De ce fait, ils apparaissaient exacerbés en présence de la mutation, amenant ainsi à une diminution de la réabsorption de Na+. Ceci corrobore entièrement l'hyponatrémie diagnostiquée. Le rein d'un prématuré étant immature, la quantité de Na+ atteignant la partie distale du néphron est plus élevée, du fait que les autres mécanismes de réabsorption en amont ne sont probablement pas encore en place. Cette hypothèse est renforcée par l'existence d'un frère présentant la même mutation, mais qui, né à terme, ne présentait aucun signe d'hyponatrémie. - The main topic of my thesis is the structure-function relationship of the ENaC/Deg family of ion channels, namely the Acid-Sensing Ion Channel ASIC1a and the Epithelial Na Channel ENaC. The primary part of this research is dedicated to the structure of ASIC1a. Four channel crystals have been published, which support a trimeric stoichiometry, although these data contradict previous functional experiments on other ENaC/Deg members. We are therefore interested in ASIC1a oligomerization and have set up a new assay combining the Substituted- Cysteine Accessibility Method (SCAM) with Afunctional sulfhydryl reagents (crosslinkers) allowing its study. The aim was to first stabilize the channels, then select those that are functional and then resolve them according to their size on SDS-PAGE. We demonstrated that the stabilized complex has a molecular weight corresponding to a tetrameric stoichiometry. In addition to our interest in the oligomerization of the ENaC/Deg family of ion channels, we also wanted to investigate the thus far undefined way of permeation for these channels. Therefore, taking the advantage of a more electrophysiological approach, we studied the accessibility of specific cysteines for methanethiosulfonate reagents (MTS) and were able to correlate the MTS association kinetics on cysteine residues with Na+ currents. These results have given us an insight into ion permeation and our functional evidence indicates that the extracellular is larger than that depicted by the crystal structures. As a side project, we focused on ENaC, which is made up of three subunits (a, ß and y) and is expressed in various epithelia, especially in the distal nephron of the kidneys. It plays a role in Na+ homeostasis and is essentially regulated by hormones via aldosterone and vasopressin, but also by serine proteases or Na+. We have studied the functional impact of the aS243P mutation, discovered in a premature baby suffering from pseudohypoaldosteronism of type 1. This autosomal recessive disease is characterized by hyponatremia, hyperkalemia and high aldosterone levels. Firstly, neither biochemical nor electrophysiological experiments indicated an expression defect or a strong decrease in activity. However, challenging aS243PßyENaC with increased external Na+ concentration showed channel hypersensitivity. Indeed, both the "feedback inhibition" and the "Na+ self-inhibition" regulatory mechanisms are impaired, leading to a decrease in Na+ reabsorption, entirely supports the diagnosis. The kidneys in preterm infants are immature and Na+ levels reaching the distal nephron are higher than normally observed. We hypothesize that the upstream reabsorption machinery is unlikely to be sufficiently matured and this assumption is supported by an asymptomatic sibling carrying the same mutation, but born at term. - La cellule, unité fonctionnelle du corps humain, est délimitée par une membrane plasmique servant de barrière biologique entre les milieux intra et extracellulaires. Une communication entre cellules est indispensable pour un fonctionnement adéquat. Sa survie dépend, entre autres, du maintien de la teneur en ions dans chacun des milieux qui doivent pouvoir être réabsorbés, ou sécrétés, selon les besoins. Les protéines insérées dans la membrane forment un canal et sont un moyen de communication permettant spécifiquement à des ions tel que le sodium (Na+) de traverser. Le Na+ se trouve dans la plupart des aliments et le sel, et est spécifiquement réabsorbé au niveau des reins grâce au canal sodique épithélial ENaC. Cette réabsorption se fait de l'urine primaire vers l'intérieur de la cellule, puis est transporté vers le sang. Pour maintenir un équilibre, une régulation de ce canal est nécessaire. En effet, des dysfonctionnements impliquant la régulation ou l'activité d'ENaC lui-même sont à l'origine de maladies telles que la mucoviscidose, l'hypertension ou encore, le pseudohypoaldostéronisme (PHA). Cette maladie est caractérisée, notamment, par d'importantes pertes de sel dans les urines. Des pédiatres ont diagnostiqué un PHA chez un nouveau-né, ce dernier présentant une modification du canal ENaC, nous avons recréé cette protéine afin d'étudier l'impact de ce changement sur son activité. Nous avons démontré que la régulation d'ENaC était effectivement perturbée, conduisant ainsi à une forte réduction de la réabsorption sodique. Afin de développer des molécules capables de moduler l'activité de protéines. Il est nécessaire d'en connaître la structure. Celle du canal sodique sensible à l'acidification ASIC1, un canal cousin d'ENaC, est connue. Ces données structurales contredisant cependant les analyses fonctionnelles, nous nous sommes penchés une nouvelle fois sur ASIC1. Une protéine est une macromolécule biologique composée d'une chaîne d'acides aminés (aa). De l'enchaînement d'aa à la protéine fonctionnelle, quatre niveaux de structuration existent. Chaque aa donne une indication quant au repliement et plus particulièrement la cystéine. Arborant un groupe sulfhydryle (SH) capable de former une liaison spécifique et stable avec un autre SH, celle-ci est souvent impliquée dans la structure tridimensionnelle de la protéine. Ce type de liaison intervient également dans la stabilisation de la structure quaternaire, qui est l'association de plusieurs protéines identiques (homomère), ou pas (hétéromère). Dans cette partie, nous avons remplacé des aa par des cystéines à des endroits spécifiques. Le but était de stabiliser plusieurs homomères d'ASICl ensemble avec des réactifs créant des ponts entre deux SH. Ainsi, nous avons pu déterminer le nombre de protéines ASIC1 participant à la formation d'un canal fonctionnel. Nos résultats corroborent les données fonctionnelles soutenant un canal tétramérique. Nous avons également étudié l'accessibilité de ces nouvelles cystéines afin d'obtenir des informations supplémentaires sur la structure du chemin emprunté par le Na+ à travers ASIC1 et plus particulièrement du vestibule extracellulaire.

Intrauterine exposure to carbamazepine and specific congenital malformations: systematic review and case-control study.

OBJECTIVE: To identify specific major congenital malformations associated with use of carbamazepine in the first trimester of pregnancy. DESIGN: A review of all published cohort studies to identify key indications and a population based case-control study to test these indications. SETTING: Review of PubMed, Web of Science, and Embase for papers about carbamazepine exposure in the first trimester of pregnancy and specific malformations, and the EUROCAT Antiepileptic Study Database, including data from 19 European population based congenital anomaly registries, 1995-2005. PARTICIPANTS: The literature review covered eight cohort studies of 2680 pregnancies with carbamazepine monotherapy exposure, and the EUROCAT dataset included 98 075 registrations of malformations covering over 3.8 million births. MAIN OUTCOME MEASURES: Overall prevalence for a major congenital malformation after exposure to carbamazepine monotherapy in the first trimester. Odds ratios for malformations with exposure to carbamazepine among cases (five types of malformation identified in the literature review) compared with two groups of controls: other non-chromosomal registrations of malformations and chromosomal syndromes. RESULTS: The literature review yielded an overall prevalence for a major congenital malformation of 3.3% (95% confidence interval 2.7 to 4.2) after exposure to carbamazepine monotherapy in the first trimester. In 131 registrations of malformations, the fetus had been exposed to carbamazepine monotherapy. Spina bifida was the only specific major congenital malformation significantly associated with exposure to carbamazepine monotherapy (odds ratio 2.6 (95% confidence interval 1.2 to 5.3) compared with no antiepileptic drug), but the risk was smaller for carbamazepine than for valproic acid (0.2, 0.1 to 0.6). There was no evidence for an association with total anomalous pulmonary venous return (no cases with carbamazepine exposure), cleft lip (with or without palate) (0.2, 0.0 to 1.3), diaphragmatic hernia (0.9, 0.1 to 6.6), or hypospadias (0.7, 0.3 to 1.6) compared with no exposure to antiepileptic drugs. Further exploratory analysis suggested a higher risk of single ventricle and atrioventricular septal defect. CONCLUSION: Carbamazepine teratogenicity is relatively specific to spina bifida, though the risk is less than with valproic acid. Despite the large dataset, there was not enough power to detect moderate risks for some rare major congenital malformations.

Chorioretinal lacuna in the amniotic band syndrome.

The malformations in the amniotic band syndrome (ABS) are due to entrapment of fetal parts by fibrous band in the amniotic sac. Limbs are most commonly affected followed by craniofacial defects in one third of patients. Ocular defects include corneal leukomas and lid colobomas often contiguous with facial clefts, strabismus, hypertelorism, and microphthalmos. Unilateral chorioretinal defects or lacunae are rare findings in the ABS. We report a female infant with such a lacunar defect along with central nervous abnormalities, and discuss the differential diagnosis and the embryopathic implications.

The channel-activating protease CAP1/Prss8 is required for placental labyrinth maturation.

The serine protease CAP1/Prss8 is crucial for skin barrier function, lung alveolar fluid clearance and has been unveiled as diagnostic marker for specific cancer types. Here, we show that a constitutive knockout of CAP1/Prss8 leads to embryonic lethality. These embryos presented no specific defects, but it is during this period, and in particular at E13.5, that wildtype placentas show an increased expression of CAP1/Prss8, thus suggesting a placental defect in the knockout situation. The placentas of knockout embryos exhibited significantly reduced vascular development and incomplete cellular maturation. In contrary, epiblast-specific deletion of CAP1/Prss8 allowed development until birth. These CAP1/Prss8-deficient newborns presented abnormal epidermis, and died soon after birth due to impaired skin function. We thus conclude that a late placental insufficiency might be the primary cause of embryonic lethality in CAP1/Prss8 knockouts. This study highlights a novel and crucial role for CAP1/Prss8 in placental development and function.

Global GacA-steered control of cyanide and exoprotease production in Pseudomonas fluorescens involves specific ribosome binding sites.

The conserved two-component regulatory system GacS/GacA determines the expression of extracellular products and virulence factors in a variety of Gram-negative bacteria. In the biocontrol strain CHA0 of Pseudomonas fluorescens, the response regulator GacA is essential for the synthesis of extracellular protease (AprA) and secondary metabolites including hydrogen cyanide. GacA was found to exert its control on the hydrogen cyanide biosynthetic genes (hcnABC) and on the aprA gene indirectly via a posttranscriptional mechanism. Expression of a translational hcnA'-'lacZ fusion was GacA-dependent whereas a transcriptional hcnA-lacZ fusion was not. A distinct recognition site overlapping with the ribosome binding site appears to be primordial for GacA-steered regulation. GacA-dependence could be conferred to the Escherichia coli lacZ mRNA by a 3-bp substitution in the ribosome binding site. The gene coding for the global translational repressor RsmA of P. fluorescens was cloned. RsmA overexpression mimicked partial loss of GacA function and involved the same recognition site, suggesting that RsmA is a downstream regulatory element of the GacA control cascade. Mutational inactivation of the chromosomal rsmA gene partially suppressed a gacS defect. Thus, a central, GacA-dependent switch from primary to secondary metabolism may operate at the level of translation.

La maladie de Wilson: un caméléon clinique auquel il faut penser [A primer on Wilson disease for the general practitioner].

Wilson disease (WD) is an inherited disorder of hepatic copper excretion leading to toxic accumulation of copper in the liver as well as the brain, cornea, and other organs. The defect is due to mutations of the copper-transporting ATPase ATP7B. Clinical manifestations are highly variable and comprise acute liver failure, chronic hepatitis and cirrhosis as well as neurological or psychiatric symptoms. The Kayser-Fleischer corneal ring is pathognomonic but absent in about 50% of patients with hepatic manifestations alone. A high index of suspicion in clinically compatible situations is key, with a combination of laboratory tests allowing the diagnosis of WD. Treatment is based on the use of chelating agents, D-penicillamine or trientine. Liver transplantation should be considered for patients with acute liver failure or advanced cirrhosis.

Pancreatic-specific expression of the glucose transporter type 2 gene: identification of cis-elements and islet-specific trans-acting factors.

A defect in glucose sensing of the pancreatic beta-cells has been observed in several animal models of type II diabetes and has been correlated with a reduced gene expression of the glucose transporter type 2 (Glut2). In a transgenic mouse model, expression of Glut2 antisense RNA in pancreatic beta-cells has recently been shown to be associated with an impaired glucose-induced insulin secretion and the development of diabetes. To identify factors that may be involved in the specific decrease of Glut2 in the beta-cells of the diabetic animal, an attempt was made to localize the cis-elements and trans-acting factors involved in the control of Glut2 expression in the endocrine pancreas. It was demonstrated by transient transfection studies that only 338 base pairs (bp) of the murine Glut2 proximal promoter are needed for reporter gene expression in pancreatic islet-derived cell lines, whereas no activity was detected in nonpancreatic cells. Three cis-elements, GTI, GTII, and GTIII, have been identified by DNAse I footprinting and gel retardation experiments within these 338 bp. GTI and GTIII bind distinct but ubiquitously expressed trans-acting factors. On the other hand, nuclear proteins specifically expressed in pancreatic cell lines interact with GTII, and their relative abundance correlates with endogenous Glut2 expression. These GTII-binding factors correspond to nuclear proteins of 180 and 90 kilodaltons as defined by Southwestern analysis. The 180-kilodalton factor is present in pancreatic beta-cell lines but not in an alpha-cell line. Mutation of the GTI or GTIII cis-elements decreases transcriptional activity directed by the 338-bp promoter, whereas mutation of GTII increases gene transcription. Thus negative and positive regulatory sequences are identified within the proximal 338 bp of the GLUT2 promoter and may participate in the islet-specific expression of the gene by binding beta-cell specific trans-acting factors.

Altered growth in male peroxisome proliferator-activated receptor gamma (PPARgamma) heterozygous mice: involvement of PPARgamma in a negative feedback regulation of growth hormone action.

The peroxisome proliferator-activated receptor gamma (PPARgamma) plays a major role in fat tissue development and physiology. Mutations in the gene encoding this receptor have been associated to disorders in lipid metabolism. A thorough investigation of mice in which one PPARgamma allele has been mutated reveals that male PPARgamma heterozygous (PPARgamma +/-) mice exhibit a reduced body size associated with decreased body weight, reflecting lean mass reduction. This phenotype is reproduced when treating the mice with a PPARgamma- specific antagonist. Monosodium glutamate treatment, which induces weight gain and alters body growth in wild-type mice, further aggravates the growth defect of PPARgamma +/- mice. The levels of circulating GH and that of its downstream effector, IGF-I, are not altered in mutant mice. However, the IGF-I mRNA level is decreased in white adipose tissue (WAT) of PPARgamma +/- mice and is not changed by acute administration of recombinant human GH, suggesting an altered GH action in the mutant animals. Importantly, expression of the gene encoding the suppressor of cytokine signaling-2, which is an essential negative regulator of GH signaling, is strongly increased in the WAT of PPARgamma +/- mice. Although the relationship between the altered GH signaling in WAT and reduced body size remains unclear, our results suggest a novel role of PPARgamma in GH signaling, which might contribute to the metabolic disorder affecting insulin signaling in PPARgamma mutant mice.

Sensate lateral arm flap for defects of the lower leg.

Ideally, reconstruction of lower extremity soft tissue defects includes not only an esthetically pleasing 3-dimensional shape and solid anchoring to the underlying structures to resist shear forces, but should also address the restoration of sensation. Therefore, we present a prospective study on defect reconstruction of the lower leg and ankle to evaluate the role of sensate free fasciocutaneous lateral arm flap and the impact of sensory nerve reconstruction. Thirty patients were allocated randomly to the study group (n = 15) that obtained end-to-side sensate coaptation using the lower lateral cutaneous brachial nerve to the tibial nerve using the epineural window technique, or to the control group reconstructed without nerve coaptation. At 1-year follow-up the patients were evaluated for pain sensation, thermal sensibility, static and moving 2-point discrimination, and Semmes-Weinstein monofilament tests. Data from both groups were compared and statistically analyzed with the Mann-Whitney U test and the Fisher exact test. Flaps of the study group reached a static and moving 2-point discrimination and Semmes-Weinstein monofilament tests nearly equal to the contralateral leg area and significantly better than flaps of the control group. Donor damage morbidity of the tibial nerve did not occur. To our point of view resensation should be carried out by end-to-side neurorrhaphy to the tibial nerve because of the superior restoration of sensibility.